[Python]Python入门笔记：语法基础

Python笔记

一、基本语法

1.1 注释

1. 文档注释：

   """contents"""
   

2. 多行注释：

   '''
   contents
   '''
   

3. 单行注释：

   # contents
   

1.2 运算符、数与基本运算

1. 运算符：

   +, -, *, / , //, **, %
   逻辑运算符
   not
   and：条件或短路运算符
   or：条件或短路运算符
   

2. 运算优先级（无圆括号的情况下）：

   • **(指数运算)
   • *, / , // ,%
   • +, -

3. 科学计数法：

   5.0534E(e)+2，E(e)表示5.0534*(10^2)。

4. （Python 3.6）可以使用下划线给数字分组（Java也可）。

   universe_age = 14_000_000_000
   

1.3 变量和常量

1.3.1 变量

1. 同时赋值：

   var1, var2 = exp1, exp2

   因此，可以用 y, x = x, y 来交换x, y的值。

定义全局变量

① 直接在函数外定义全局变量。

② 在函数内使用global语句定义：global var 。

1.3.2 常量

1. 常量：手动大写，没有内置常量类型。

1.4 格式化（数和字符串）

format()函数

• 返回字符串。

• 语法：format(item, format-specifier)

• 格式化标识符(format-specifier)："(width).(precision)(转换码)"

或者：

​ ① "{:说明符}".format(item)

​ ② [Python 3.6] f"{:说明符}"

1. 总结

   说明符	转换码	格式化的对象	格式	备注
   "10.2f"	f	浮点数	宽度为10，精度为2	小数点.占1个宽度
   "10.2e"	e	浮点数（用科学计数法表示）	宽度为10，精度为2	e,+/-各占一个宽度
   "5b/o/d/x"	b/o/d/x	二/八/十/十六进制整数	宽度为5
   "10.2%"	%	数	将数格式化为百分数	%占一个宽度
   "50s"	s	字符串	宽度为50
   "<..."			左对齐
   ">..."			右对齐

2. 格式化浮点数(f)：

   ① 小数点.占1个宽度。

3. 格式化成科学计数法(e)

   ①e,+/-各占一个宽度。

4. 格式化成百分数(%)

   %占一个宽度

5. 格式化整数(b,o,d,x)

6. 格式化字符串(s)

7. 调整格式(<,>)

   ① <左对齐，>右对齐。

   ② 数默认向右对齐，字符串默认向左对齐。

8. 格式化的问题

   ① 如果item的宽度大于格式符里指明的宽度，宽度会自动增加。

   ② 可以省略宽度，默认为0。

1.5 三种基本程序错误

三种程序错误：

1. 语法错误
2. 运行时错误（FileNotFoundError等）
3. 逻辑错误

1.6 其他

1. 可以在一行的结尾处放置一个 \ 继续符号来表示语句继续到下一行。

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二、输入与输出

2.1 控制台

输入

1. input()函数

   • 格式：input("提示用户输入的信息")
   • 读取的结果是字符串。

2. 把读取的字符串转换成数值类型：

   ① int()函数：不能用于非整型字符串。可以有先导0

   • 格式：num = int(input("enter a number: "))

   • int()还可以用于类型转换（浮点型→整型），舍弃小数部分。（若不舍弃用round函数）

     var = 5.7
     a = round(var) # a = 6
     

​ ② eval()函数：可用于整型和浮点型字符串。不能有先导0

​ ○ 格式：num = eval(input("enter a number: "))

输出

1. print()函数

   • 不换行输出：print(item_1,item2, ..., end = "any ending string" )

   • 换行输出：

     print(item1, item2, ...)

2. 字符串连接：使用+。

2.2 文件

2.2.1 输入输出重定向

1. 输入重定向：

python xxxx.py < textName.txt

1. 输出重定向：

python xxxx.py > output.txt

例：

python xxxx.py < textName.txt > output.txt

从 textName.txt 中获取数据，把数据储存在 output.txt 中。

2.2.2 文件的输入与输出 (I/O)

模式	描述
t	文本模式 (默认)。
x	写模式，新建一个文件，如果该文件已存在则会报错。
b	二进制模式。
+	打开一个文件进行更新(可读可写)。
U	通用换行模式（不推荐）。
r	以只读方式打开文件。文件的指针将会放在文件的开头。这是默认模式。
rb	以二进制格式打开一个文件用于只读。文件指针将会放在文件的开头。这是默认模式。一般用于非文本文件如图片等。
r+	打开一个文件用于读写。文件指针将会放在文件的开头。
rb+	以二进制格式打开一个文件用于读写。文件指针将会放在文件的开头。一般用于非文本文件如图片等。
w	打开一个文件只用于写入。如果该文件已存在则打开文件，并从开头开始编辑，即原有内容会被删除。如果该文件不存在，创建新文件。
wb	以二进制格式打开一个文件只用于写入。如果该文件已存在则打开文件，并从开头开始编辑，即原有内容会被删除。如果该文件不存在，创建新文件。一般用于非文本文件如图片等。
w+	打开一个文件用于读写。如果该文件已存在则打开文件，并从开头开始编辑，即原有内容会被删除。如果该文件不存在，创建新文件。
wb+	以二进制格式打开一个文件用于读写。如果该文件已存在则打开文件，并从开头开始编辑，即原有内容会被删除。如果该文件不存在，创建新文件。一般用于非文本文件如图片等。
a	打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。也就是说，新的内容将会被写入到已有内容之后。如果该文件不存在，创建新文件进行写入。
ab	以二进制格式打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。也就是说，新的内容将会被写入到已有内容之后。如果该文件不存在，创建新文件进行写入。
a+	打开一个文件用于读写。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。文件打开时会是追加模式。如果该文件不存在，创建新文件用于读写。
ab+	以二进制格式打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。如果该文件不存在，创建新文件用于读写。


模式	r	r+	w	w+	a	a+
读	+	+		+		+
写		+	+	+	+	+
创建			+	+	+	+
覆盖			+	+
指针在开始	+	+	+	+
指针在结尾					+	+

文件读取

1. 读取整个文件：

   with open('文件名filename', '模式') as f: # 一般用f来表示文件对象
       value = f.read()
   

   • with，在不再需要访问文件时将其关闭。
     • 有效范围：缩进行。
   • open()函数，以相应模式打开相应文件。
   • read()方法，读取文件的全部内容。

2. 逐行读取文件：for循环

   with open(filename) as f:
       for line in f:
           print(line)
   

3. 创建关于包含文档内容的列表：

   with open(filename, encoding='utf-8') as f:
       lines = f.readlines()
   
   for line in lines:
       print(line.rstrip)
   

4. *encoding参数：在系统的默认编码和需要读取的文件使用的编码标准不一致时，必须使用。如，utf-8, utf-16, gbk等。

写入文件('w')

1. 第二个实参——写入模式：读取模式('r')、写入模式('w')、附加模式('a')、读写模式('r+')。

2. 附加模式('a')、写入模式('w')下，文件不存在，将会自动被创建。

3. 文件路径

   • 代码中表示路径时，可以使用/和\\。

4. 文件对象方法：filename.write('text')。

5. split()方法：以空格为分隔符将字符串分成多个部分。可以用于粗略统计文本字数。

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三、数据类型

3.1 数据类型

字符和字符串

​ 建议：对单个字符使用 'a'，对多个字符使用 "abc"。

1. 转义字符：

   • \f 换页符

   • \r 回车符：把光标移到同一行的第一个位置

2. 字符串、数字的转换：

   • ord(char)函数：返回char对应的ASCII码值。
   • chr(code)函数：返回code对应的字符。
   • str()函数：把数字转换为一个字符串。

3. 在字符串中使用变量：

   ①（Python 3.6）f字符串格式：

   var = f"{var_1} {var_2}"
   

   ②（Python 3.5及更早）format方法：

   var = "{} {}".format(var_1, var_2)
   

4. 字符串中的空白：

   空白符包括：' ', \t, \f, \r, \n等。

   lstrip() # 右侧right的空白
   rstrip() # 左侧left的空白
   strip() # 左右两侧
   

布尔表达式和条件表达式

1. 布尔表达式

   • 德摩根律

     not (a and b) not a or not b

     not (a or b) not a and not b

2. 条件表达式

   • 格式：expression_1 if boolean_expression else expression_2

3.2 类型转换

1. bool()函数：非零数→True， 0 → False。
2. int()函数, float()函数。

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四、循环

while循环，for循环。

4.1 while 循环：条件控制循环

1. 注意：

   在循环控制中不要使用浮点值来比较相等

2. 格式：

   while expression:
       # 循环体
   

3. 哨式控制：指定一个哨兵值，表明输入的结束。

   while var != 0:

4.2 for 循环：计数器控制循环

1. 语法：

   for var in sequence:
       # 循环体
   

2. range()函数：

   注意：range函数中的值必须是整数。

   • range(a) 等价于 range(0,a)。

   • range(a, b, k) 中，k为步长。

     ① 当k为正整数时，序列的最后一个数小于 b ;

   for var in range(3, 9, 2):
       print(var)
   '''
   输出为：
   3
   5
   7
   '''
   

   ​ ② 当k为负整数时，序列的最后一个数大于 b 。

   for var in range(5, 1, -1):
       print(var)
   '''
   输出为：
   5
   4
   3
   2
   '''
   

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五、函数

注意

1. 位置参数 在 关键字参数 之前。

2. 非默认参数 在 默认参数 之前。

3. Python 不支持定义两个同名的参数，但可以通过不同的方式来调用函数。

   如果定义了同名的函数，后定义的函数会取代之前定义的函数。

4. 定义全局变量：

   ① 直接在函数外定义全局变量。
   
   ② 在函数内使用global语句定义：global var 。

5.1 函数的定义

1. 定义格式：

   def 函数名(参数):
       """可以在此处写有关此函数的相关内容"""
       # 函数体
   

2. 传递参数

   • 位置参数

     • 含义：调用函数时传入实际参数的数量和位置都必须和 定义函数时 保持一致。

   • 关键字参数，例：

     def function_name(argu1ment):
         ...
     
     function_name(argument = '...')
     

3. 默认参数：给形参指定默认值，必须在形参列表的末尾。

5.2 分类：返回值

根据函数是否有返回值，可以将函数分为 带返回值函数 和 无返回值函数。

带返回值函数

1. 可以返回多个值。

   return a, b
   

   var_1, var_2 = function(...)
   

无返回值函数

1. 默认返回一个特殊值 None 。
2. 无返回值函数可以用 return 语句，一般为 return None 或者 return 。

5.3 内置函数、math模块中的部分函数

1. 内置函数

   | 函数 | 描述 | 例 / 备注 |
   
   | ------------------------------------- | ------------------------------------------------------------ | ---------------------- |
   
   | abs(x) | 返回x的绝对值 | |
   
   | max(iterable, [, key, default]) | 返回最大值，可指定 key=len 等 | iterable：可迭代的对象 |
   
   | min(x1,x2,...) | 返回最小值 | |
   
   | pow(a,b) | 返回a^b的值，类似于a**b | |
   
   | round(x) | 返回与x最接近的整数。
   如果x与两个整数的接近程度相同，则返回偶数值 | round(4.5)=4 |
   
   | round(x,n) | 保留小数点后n位小数的浮点值 | round(5.446,2)=5.47 |

2. math模块中的数学函数（import math）和常量

   (1) 数学函数：

   函数	描述	例
   fabs(x)	将 x 看作一个浮点数，返回它的绝对值	fabs(-2) = 2.0
   ceil(x)	返回 x 向上取整的整数	ceil(-2.1) = -2
   floor(x)	返回 x 向下取整的整数	floor(-2.1) = -3
   exp(x)	返回 \(e^{x}\) 的值
   log(x)	返回 \(log_{10}x\) 的值
   log(x, base)	返回 \(log_{base}{x}\) 的值
   sqrt(x)	返回 x 的平方根
   sin(x), cos(x), tan(x)	返回 x 的正弦值/余弦值/正切值， x 是角度的弧度值
   asin(x), acos(x)	返回 x 对应的弧度值
   degrees(x)	将 x 从弧度转换为角度	degrees(1.57)=90
   radians(x)	将 x 从角度转换为弧度

   (2) 常量:

   math.pi

   math.e

5.4 random模块——生成随机数的部分函数

import random

1. randrange(x, y)，生成一个大小范围在 \([x, y)\) 内的整数。
2. randint(x, y)，生成一个大小范围在 \([x, y]\) 内的整数。
3. random()，生成一个范围在 \([0,\space1.0]\) 之间的浮点数。

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六、对象和方法

6.1 对象

1. id() 函数，返回该对象的id。（在程序执行的过程中，id不会改变）
2. type() 函数，返回对象的类型/类。（type和class的含义相同）

6.2 方法

1. 类中的函数称为方法。

2. 调用方法的方式：

   object.method()

八、特殊模块

8.1 turtle模块

Turtle

8.2 time模块

1. time.time()得到UNIX时间点（1970.01.01 00:00:00）

time

8.3 math模块

math

8.4 random模块

random